Дуговая рудовосстановительная печь Советский патент 1982 года по МПК F27D11/10 

(5) ДУГОВАЯ РУДОВОССТАНОВИТЕЛЬНАЯ ПЕЧЬ

Изобретение относится к конструкциям дуговых эл ектропечей черной и цветной металлургии, а также химичес кой промышленности. В настоящее время в дуговых рудовосстановительных печах с попарным присоединением электродов к однофазным трансформаторам и расположением электродов в линию расстояния между соседними электродами одинаковы Наиболее близкой к предлагаемой по достигаемому результату и технической сущности является конструкция печи РПЗ-1+8 с парами электродов,подсоединенных к отдельному трансформатору , причем расстояние а между элек родами в парах равно расстоянию b между ближайшими электродами соседних пар, т.е. а b flj. Недостаток такой установки электродов заключается в том, что концентрация мощности в зоне а значител но превосходит концентрацию мощности в зоне Ь, так как токи, замыкая элек роды одной пары в контуре со своим трансформатором, в основном протекает в зоне айв меньшей степени захватывают зону а. Поскольку токи в электродах одной пары направлены навстречу друг другу,то напряженности магнитногс поля от каждого из токов в зоне а складываются, достигая нередко настолько больших величин, чтопроисходит недопустимый перегрев и ослабление конструкций печи, находящихся в одной зоне (например, поперечных балок свода). В зоне b при этом происходит взаимное ослабление магнитных полей, возникающих от токов, протекающих в рядом стоящих электродах соседних пар. Кроме того, вследствие эффекта близости плотности токов в электродах со сторон, обращенных к электродам своих пар, имеют более высокие значения, чем плотности токов в тех же электродах со сторон, обращенных к электродам соседних пар. Это является одной из причин того. что температурные поля электродов имеют асимметрию, которая ухудшает надежность в эксплуатации и термосто кость самообжигающихся электродов. Цель изобретения - выравнивание распределения мощности в ванне печи, снижение напряженности магнитного поля между электродами в парах и уменьшение асимметрии температурных полей Указанная цель достигается тем, что в дуговой рудовосстановительной печи , содержащей ванну , погруженные в нее две и более, подключенные каждам к своему трансформатору пары электродов, расстояние между электро дами в парах составляет 1,1-2,2 расстояния между ближайшими электродаМи срседних пар о На чертеже изображена дуговая руд восстановительная печь, общий вид. Печь содержит ванну 1 закрытую сводом 2о Сквозь отверстия в своде 2 в ванну 1 погружены электроды 3 под соединенные К однофазным трансформаторам k, Актовая рудовосстаноБительная печ работает следующим образом. Электрический ток каждой пары электродов 3, подключенной к своему трансформатору t, замыкается в ванне «1 через зону а. При этом линии тока захватывают также зону Ь. Так как а (1,1-2,2)Ь, то в зоне а происходит некоторое уменьшение концентрации мощности (зона растянута), а в зоне b происходит некоторое, увеличение концентрации мощности (зона сжат по сравнению с известной печью, где В результате достигается выравнивание распределения мощности в ван не 1 печи. Это подтверждается результатами физического моделирования в электрол тической ванне печи. При концент рация мощности в зоне а составляет 1 , условных единиц (у.е), в зоне b - 0,57 Уоб., т.е соотношение концентраций мощности в зонах а и b сос тавляет 2,51. При а 1,5 b получено что концентрации мощности в зонах а и b составляют соответственно 1,2 и О-,77 у.е, т.е. их соотношение рай но 1,61. При а 2,3 Ь для зон а и b получено соответ(твенно 0,97 и 1|03 У.е„, а соотношение концентраций мощностей в этих зонах составля ет 0,9. Из полученных результатов следует, что раздвижение электродов 90 4 одной пары и сближение электродов соседних пар способствует выравниванию распределения мощности в ванне, а при определенном соотношении а и b концентрация мощности в зонах а и b становится одинаковой (на электролитической модели это соотношение равно 2,2). В любой точке зоны а напряженность магнитного поля определяется суммой напряженности магнитных полей от. каждого электрода пары. При этом напряженность обратно пропорциональна квадрату расстояния от данной точки до оси проводника с током. Так как при а (1,1-2,2)Ь суммы квадратов расстояний от любой точии зоны а до оси ближайших электродов увеличиваются, то результирующая напряженность магнитного Поля в зоне а уменьшается по сравнению со случаем . Эффект близости между электродами одной пары, отрицательно влияющий на распределение плотности тока и температуры в электродах, с раздвижением этих электродов ослабевает. Кроме того, раздвижение пар электродов, подсоединенных каждый к своему .трансформатору, приводит к увеличению активного сопротивления ванны, что содействует улучшению технико-экономических показателейработы печи. Соотношение между а и b менее 1,1 нецелесообразно, так как эффект раздвижения электродов становится неощутимым, а при соотношении между ч и b более 2,2,концентрация мощности в зоне b может оказаться больше,чем концентрация мощности в зоне а (по данным моделирования). Кроме того, соотношение, равное 2,2 может оказаться недостижимым по конструктивным причинам. Предлагаемое техническое решение обеспечивает выравнивание мощности а ванне печи, уменьшение электрома - нитных потерь в элементах конструкв зоне а, увеличение термической ЦИИ о ownc; CJ, СТОЙКОСТИ электродов. Ожидаемый экономический эффект от внедрения изобретения составляет 603000. руб/год на одной печи о Формула изобретения Дуговая рудовосстановительная печь, содержащая ванну, погруженные в нее две или более подключенные каждая к своему трансформатору пары электродов, отличающаяся тем, что, с целью выравнивания распределения мощности в ванне печи, снижения напряженности магнитного поля$ между электродами в парах и уменьшения асимметрии температурных полей, расстояние между электродами в парах

СОС-: авляет 1,1-2,2 расстояния между ближайшими электродами соседних пар.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гасик М.И. Самообжигающиеся электроды рудовосстановительных электропечейо М,, Металлургия, 1976, с. 228. rWW s